Technikatörténeti szemle 10. (1978)

A MÉRÉS ÉS A MÉRTÉKEK AZ EMBER MŰVELŐDÉSÉBEN című konferencián Budapesten, 1976. április 27–30-án elhangzott előadások II. - Palló G.–Gazda I.: „Experimentum crucis” volt-e Eötvös Loránd mérése?

Rátérve most már Eötvös Loránd gravitációs méréseinek konkrét elemzésére, először azt az ontológiai problémát szeretnénk körvonalazni, amelynek eldöntésére e mérések hivatottak voltak. A kérdés az, hogy a gravitáció éppoly szükségszerű attributuma-e az anyagnak, mint a tehetetlenség, vagy a kiterjedés? Newton a Principiaban a tehetetlenséget és gravitációt, mint a térfogategységben levő anyagmennyiségtől, azaz a tömegtől függő két erőt korrektül leírta, de az anyagot alapvetően passzív szubsztanciának tekintette, s ez kizárta, hogy a gravitációt hozzá kapcsolja. Egyaránt kerülte az arisztotelészi rejtett tulajdonságokra való hivatkozást és a kartéziánus világéterre történő alapozást, kitért a gravitáció fogalmi levezetése elől és pusztán az égi jelenségek és a tengerek áradására vonatkozó magyarázó elvnek tekintette. A tömeg tehát az elmélet két alapvető pontján jelentkezett, és ennek megfelelően, mint tehetetlen és súlyos tömeg fogalmilag is megkettőződött. Ahhoz, hogy e dichotómiát meg lehessen szüntetni megalapozottan kellett állítani, hogy a tehetetlenség és a gravitáció egyaránt lényegi tulajdonságok, másként fogalmazva, be kellett bizonyítani, a tehetetlen és súlyos tömeg azonosságát. A bizonyítást Eötvös Loránd a tudományos gyakorlatban szinte példátlanul pontos mérésekkel hajtotta végre. A negyvenedik évében járó Eötvös 1887-ben kezdett gravitációs méréseihez, s eredményeiről bővebben a Magyar Tudományos Akadémia 1890. január 20-i ülésén számolt be. Kiindulása a következő volt. „Azon tételek között, melyekre Newton az ő gravitatio elméletét alapította, a legfontosabbak egyike az, hogy a vonzás, melyet a föld a földi testekre gyakorol tömegökkel arányos és minőségüktől független. Már Newton kísérletekkel igazolta állítását... de mindig érdekes lesz e tétel igazságát olyan pontossággal megvizsgálni, amilyenre a haladó kor tökéletesedő segédeszközei képesíteni fognak."

2 Nézzük meg tehát, hogy milyen módszerekkel és milyen pontossággal bizonyította Eötvös a gravitációs erő és a tehetetlen tömeg arányosságát! Hogyan is alakult e mérések története ? Newton fizikai ingával vizsgálta a súlyos és tehetetlen tömeg egyenlőségét, és kimutatta, hogy ha különböző anyagokat használ ingasúlynak, az a lengésidőben nem ad változást. A számítások szerint a tehetetlenség a gravitáeió egyenlőségét egyezrednyi pontosságig tudta megadni. Később Bessel hasonló kísérletekkel már hatvanezrednyi pontosságig jutott el. Hasonló jellegű mérésekkel foglalkozott Eötvös is 1886-tól haláláig. Kísérletsorozatát a gravitációs állandó pontos meghatározásával kezdte Cavendish mérése nyomán. Kísérleteiben igen kis tömegű testek vonzását is ki tudta mutatni és erről 1888-ban számolt be az Akadémián. Ennek nyomán jutott el az imént idézett „A Föld vonzásáról különböző alakú testekre" e. dolgozatához, melyben megállapítja, hogy a gravitációs állandó független a testek anyagi minőségétől, vagyis a tehetetlenség arányos a gravitációval. E mérésekhez fejlesztette ki torziós ingáját. Az ingakísérletek elvi alapját az a tény képezte, hogy a földi nehézségi erő nem más, mint a vonzó és a centrifugális erők eredője. Természetesen ez utóbbi jóval kisebb, mint az előző. Az eredő nehézségi erő iránya ugyanakkor eltér a középpont felé mutató vonzóerőétől, kivéve az egyenlítőn és a sarkokon. Eszközével a nehézségi erő összetevőit tudta mérni. E berendezést a skót Mitchell találta fel a 18. század végén, és a fénynyomás mérésére próbálta felhasználni. Ugyanezt a torziós ingát használta fel Coulomb is mérlege megszerkesztéséhez. Eötvös ingája egy vékony platinaszálon függő könnyű,